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SEGUNDA LEY
DE NEWTON II |
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| Experimentos
realizados por alumnos de Bachillerato en el instituto "Erniobea" de
Villabona, en Guipúzcua. |
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PLANTEAMIENTO Y DISEÑO EXPERIMENTAL |
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PROCEDIMIENTO
PARA OBTENER LA FUERZA DE ROZAMIENTO |
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ANÁLISIS DEL
CONJUNTO DE RESULTADOS |
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ARCHIVOS DE
DATASTUDIO |
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PLANTEAMIENTO Y DISEÑO
EXPERIMENTAL |
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Se pretende
comprobar el cumplimiento de la segunda ley de Newton de
la Dinámica en el deslizamiento ascendente de un carrito
por un plano inclinado. La forma de comprobar la ley
consistirá en determinar la fuerza de rozamiento al
deslizamiento del carrito, después de haber obtenido
mediciones de la aceleración (el montaje experimental utiliza un
sensor de movimiento, situado a la izquierda en la foto
adjunta) y de la fuerza de empuje aplicada (un sensor de
está fuerza está sujeto al carrito) El montaje
experimental incluye un porta-pesas que se une al carrito
mediante una cuerda (a la derecha en la foto adjunta) y
tira de él provocando su ascensión por el plano
inclinado.
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Modificando el peso que se coloca en el
porta-pesas, repetiremos el
experimento para diferentes valores de la fuerza y la
aceleración. Si se verifica la segunda ley de Newton deberemos
obtener en todos los casos el mismo valor de la fuerza de
rozamiento. |
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PROCEDIMIENTO PARA
OBTENER LA FUERZA DE ROZAMIENTO |
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El gráfico adjunto
recoge los resultados de la posición y la fuerza
aplicada, que proporciona el programa DataStudio en uno
de los experimentos. En este caso, la
masa del porta-pesas más los pesos fue 310 g, la
inclinación 12º, y la masa del carrito más el sensor de
fuerza
340 g. |
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La segunda ley de Newton, aplicada
al deslizamiento del carrito, dice que:
F - Fk = m·a,
siendo m la masa del coche
Por tanto, en esta experiencia,
obtenemos:
Fk = F - m·a = 2,1N -
0.35kg · 3,04 m/s2 = 1,03 N
Como Fk = Px +
fr (fr es la fuerza rozamiento),
obtenemos:
Px = P·senα
= 3,5·sen12º = 0,73 N
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Una vez calculadas las fuerzas Fk y
Px, obtenemos la fuerza de rozamiento al
deslizamiento. En este caso fr = 0,3N
(1,03 - 0,73) |
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ANÁLISIS DEL
CONJUNTO DE RESULTADOS |
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En la tabla adjunta se recogen los resultados
de cuatro experiencias, indicando en cada una de ellas el nombre
que se ha dado al archivo correspondiente de Datastudio. En
todos los experimentos se obtiene, como así debía ser, el mismo
valor de la fuerza aplicada al carrito, Fk, y
de la componente del peso en la dirección del plano inclinado,
Px, lo que, lógicamente, conduce al mismo
valor de la fuerza de rozamiento al deslizamiento: 0,3 N
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Coche |
Porta pesos |
Ángulo |
Fichero |
Aceleración
medida (m/s2) |
Fuerza medida
(N) |
Fk (N) |
Px (N) |
Fuerza rozamiento
(N) |
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350 g |
210 g |
12º |
aldapa30-200
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2,06 |
1,7 |
1 |
0,7 |
0,3 |
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350 g |
310 g |
12 º |
Eroaldapa2 |
3,04 |
2,1 |
1 |
0,7 |
0,3 |
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aldapa30-300 |
3,02 |
2 |
1 |
0,7 |
0,3 |
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350 g |
360 g |
12º |
Eroaldapa2 |
3,46 |
2,2 |
1 |
0,7 |
0,3 |
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350 g |
410 g |
12º |
Eroaldapa3 |
4,14 |
2,4 |
1 |
0,7 |
0,3 |
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aldapa30-400 |
3,94 |
2,4 |
1 |
0,7 |
0,3 |
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ARCHIVOS DE
DATASTUDIO: Puedes descargar los
resultados originales
del experimento descrito en esta página.
Para abrir el archivo se necesita el programa DataStudio del que tienen
licencia bastantes departamentos de física y química de
institutos de enseñanza secundaria. |
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